Cc483i de Comunicac89bii Poduri

IONU RADU RCNEL

CI DE COMUNICAII: PODURI elemente generale

CONSPRESS BUCURETI

2007

Descrierea CIP a Bibliotecii Nationale a Romniei

RCNEL, IONU RADU

Ci de Comunicaii: poduri: elemente generale/ Ionu Radu Rcnel. Bucureti: Conspress, 2007

Bibliogr.

ISBN 978-973-100-000-8

624.2/.8

ISBN 978-973-100-000-8

CONSPRESS B-dul Lacul Tei 124 sector 2 Bucuresti

Tel.: 021 242 27 19 / 183

PREFA

Lucrarea Ci de Comunicaii: Poduri. Elemente generale conceput i realizat de ef lucr.dr.ing. Ionu Radu Rcnel poate fi situat, prin coninutul su, n categoria materialelor de studiu pentru cultur tehnic general, care se adreseaz n primul rnd studenilor Universitilor Tehnice cu specializri n domeniul de inginerie civil, dar poate fi util, prin datele, informaiile i exemplele pe care le conine, absolvenilor care ncep o carier n ingineria podurilor. Scopul acestui volum este s completeze i s mbunteasc materialele existente n Romnia cu tematic tehnic asemntoare, bazndu-se pe o documentare relevant, din care au rezultat exemple reprezentative din evoluia i concepia lucrrilor de poduri, att n Romnia, ct i n rile mai avansate. Aceast lucrare nu reprezint un lexic exhaustiv al domeniului, dar conine un ansamblu de cunotine absolut necesare n concepia i construcia podurilor. Se poate spune c reprezint o introducere n domeniul construciilor de poduri. Structura lucrrii permite s se disting momentele relevante din evoluia podurilor, elementele geometrice fundamentale ale podurilor i componentelor acestora infrastructuri i suprastructuri, tipurile de racordri cu terasamentele, factorii care determin alegerea amplasamentului i a tipului de structur, clasificarea i gruparea aciunilor pentru poduri conform prescripiilor oficiale din Romnia i a celor europene. Din coninutul lucrrii doresc s evideniez cteva pri care se refer la: podurile cu infrastructur integrat, podurile cu hobane i suspendate, podurile combinate, podurile pentru pietoni, podurile mobile. Apreciez c lucrarea, prin coninutul su i maniera raional i analitic de prezentare poate influena tinerii, care aleg pregtirea superioar n ingineria civil, s aprofundeze domeniul complex al construciilor de poduri.

Nicolae POPA Profesor la Catedra de Poduri

Universitatea Tehnic de Construcii Bucureti

CUPRINS

Ionu Radu RCNEL

I

CUPRINS

CAPITOLUL 1 ISTORIC ASUPRA EVOLUIEI PODURILOR ................................. 1

CAPITOLUL 2 ELEMENTE DE NOMENCLATUR A PODURILOR I PODEELOR ........................ 28

2.1 GENERALITI ............................................................... 28 2.2 PODURI. ELEMENTE GEOMETRICE ............................ 34 2.3 PODEE. ELEMENTE GEOMETRICE.

TIPURI DE PODEE ......................................................... 37

CAPITOLUL 3 INFRASTRUCTURA PODURILOR .................... 45 3.1 PILE. ELEMENTE GEOMETRICE.

TIPURI DE PILE .............................................................. 45 3.2 CULEE. ELEMENTE GEOMETRICE.

TIPURI DE CULEE ......................................................... 52 3.3 PODURI CU INFRASTRUCTUR INTEGRAT ............. 58

CAPITOLUL 4 APARATE DE REAZEM UTILIZATE LA PODURI ................................. 67

4.1 GENERALITI ............................................................. 67 4.2 DISPUNEREA APARATELOR DE REAZEM .................. 68 4.3 TIPURI DE APARATE DE REAZEM ............................... 71

CAPITOLUL 5 SUPRASTRUCTURA PODURILOR ................... 79 5.1 GENERALITI ............................................................... 79 5.2 PODURI DALATE ............................................................. 80 5.3 PODURI CU GRINZI ........................................................ 85

5.3.1 Poduri metalice cu grinzi cu inim plin ................... 90 5.3.2 Poduri cu grinzi din beton ......................................... 103

CUPRINS

CI DE COMUNICAII: PODURI. ELEMENTE GENERALE

II

5.4 PODURI CU GRINZI CU ZBRELE .................................. 110 5.5 PODURI PE CADRE ......................................................... 118 5.6 PODURI PE ARCE ........................................................... 123 5.7 PODURI CU CABLURI ...................................................... 130

CAPITOLUL 6 TIPURI SPECIALE DE PODURI ........................ 146 6.1 PODURI COMBINATE ....................................................... 146 6.2 PASAJE I PODURI DE NCRUCIARE ........................... 152 6.3 PODURI AUXILIARE (PROVIZORII) .................................. 154 6.4 PODURI PIETONALE (PASERELE) .................................. 156 6.5 PODURI MOBILE ............................................................... 159

6.5.1 Poduri basculante ...................................................... 161 6.5.2 Poduri rotitoare .......................................................... 163 6.5.3 Poduri ridictoare ...................................................... 166 6.5.4 Alte tipuri de poduri mobile ........................................ 168

6.6 PODURI PENTRU UTILITI ............................................ 170

CAPITOLUL 7 AMPLASAMENTUL PODURILOR .................... 173 7.1 GENERALITI ................................................................. 174 7.2 CARACTERISTICI ALE CURSURILOR DE AP .............. 176 7.3 CURSURI DE AP CU FORME

SPECIALE ALE ALBIEI ...................................................... 181 7.4 PODURI AMPLASATE LA CONFLUENA

A DOU APE CURGTOARE ........................................... 188 7.5 STUDIUL TERENULUI DE FUNDAIE ............................. 189 7.6 STUDIUL AXEI CII DE COMUNICAIE I

AL LINIEI ROII N ZONA PODURILOR ........................... 194 7.6.1 Poduri oblice ............................................................. 195 7.6.2 Poduri n curb ......................................................... 200 7.6.3 Poduri n declivitate .................................................. 205

CAPITOLUL 8 SPAII LIBERE PENTRU PODURI .................. 208

8.1 GENERALITI ................................................................ 208 8.2 GABARITE PENTRU PODURI

DE CALE FERAT ......................................................... 209 8.3 GABARITE PENTRU PODURI

DE OSEA, PASAJE I PASERELE ............................. 214 8.4 SPAII LIBERE SUB PODURI ........................................ 220

8.4.1 nlimea liber sub poduri ...................................... 221 8.4.2 nlimea liber sub podee ...................................... 224

CUPRINS

Ionu Radu RCNEL

III

CAPITOLUL 9 METODE DE MONTAJ

UTILIZATE LA PODURI ..................................... 230 9.1 GENERALITI ................................................................ 230 9.2 DESCRIEREA METODELOR DE MONTAJ ..................... 231

CAPITOLUL 10 ACIUNI LA PODURI ...................................... 245 10.1 GENERALITI ............................................................. 245 10.2 METODE DE CALCUL ALE PODURILOR ..................... 246

10.2.1 Metoda rezistenelor admisibile ............................. 247 10.2.2 Criterii de dimensionare n metoda

rezistenelor admisibile ............................................ 248 10.2.3 Metoda strilor limit ............................................. 249

10.3 CLASIFICAREA I GRUPAREA ACIUNILOR CONSIDERATE LA PODURI ............................................ 252

10.4 ACIUNI CONSIDERATE N CAZUL PODURILOR DE OSEA ................................................. 259 10.4.1 Aciuni permanente ................................................ 259 10.4.2 Aciuni din trafic ...................................................... 260 10.4.3 Aciuni provenite din frnarea sau

demararea vehiculelor ............................................. 269 10.4.4 Aciunea forei centrifuge ....................................... 271 10.4.5 Aciuni considerate pe trotuare i

asupra parapetelor .................................................. 272 10.5 ACIUNI CONSIDERATE N CAZUL PODURILOR

DE CALE FERAT ............................................................ 274 10.5.1 Aciuni permanente ................................................ 274 10.5.2 Aciuni din trafic ...................................................... 276 10.5.3 Aciuni provenite din frnarea sau

demararea vehiculelor feroviare .............................. 281 10.5.4 Aciuni din fora centrifug i

din erpuirea vehiculelor .......................................... 282 10.6 ALTE ACIUNI CONSIDERATE LA PODURI ................. 284

10.6.1 Aciunea vntului .................................................... 284 10.6.2 mpingerea pmntului ........................................... 285 10.6.3 Presiunea hidrostatic a apei ................................. 287 10.6.4 Aciuni produse de variaiile de temperatur .......... 288 10.6.5 Aciuni produse de contracia i

curgerea lent a betonului ....................................... 289 10.6.6 Aciuni provenind din tasrile infrastructurilor ......... 289 10.6.7 Aciuni provenind din seism .................................... 290

CUPRINS


IV

10.6.8 Aciuni datorate curgerii apei, deplasrii blocurilor de ghea, coliziunii dintre vehicule i pri ale podului, frecrii n aparatele de reazem ....................292

BIBLIOGRAFIE .......................................................................... 294

ISTORIC ASUPRA EVOLUIEI PODURILOR

Ionu Radu RCNEL

1

CAPITOLUL 1 ISTORIC ASUPRA EVOLUIEI PODURILOR

Evoluia podurilor de-a lungul istoriei a fost determinat de evoluia

societii omeneti n fiecare ornduire social traversat. Podurile au aprut

din necesitatea traversrii obstacolelor ntlnite n drumul oamenilor: ape

curgtoare, vi adnci i accidentate, prpastii i au evoluat de la formele cele

mai simple ce utilizau n principal materiale de construcie existente n natur

(lemn i piatr), pn la formele moderne de astzi realizate din beton

respectiv din oel sau din combinaii ale celor dou materiale. Ritmul de

dezvoltare al construciei de poduri a fost direct influenat de descoperirea

materialelor de construcie noi i performante cum sunt betonul armat i

precomprimat, oelul, materialele compozite care au condus nu numai la

abordarea unor tipuri noi de structuri, de neimaginat n trecut, dar mai ales la

realizarea unor poduri ce pot conduce la traversri ale unor obstacole de

dimensiuni mari.

Primele tipuri de poduri, cele mai simple forme, au aprut firesc din

necesitatea de a oferi omului o posibilitate de traversare a unor obstacole, dat

fiind faptul c nu exista o cale de ocolire a obstacolului. Traversarea apelor i

a altor obstacole s-a fcut la nceput pe poduri primitive din trunchiuri de

copaci (Fig. 1.1), din liane (Fig. 1.2) sau chiar din piatr (Fig. 1.3).

CAPITOLUL 1


Fig.1.1 Pod din trunchiuri de arbori Fig. 1.2 Pod din liane

Fig. 1.3 Pod din piatr

Exist ns i poduri naturale rezultate n urma unor fenomene de

modificare a morfologiei scoarei terestre sau prin prbuirea tavanelor unor

peteri, avnd uneori dimensiuni importante i oferind n epoca modern

posibilitatea construirii unor ci de comunicaie fr a realiza o alt structur

de rezisten. Este cazul podului natural numit Podul lui Dumnezeu din

localitatea Ponoarele, judeul Gorj (Fig. 1.4).

Construcia podurilor realizate prin contribuia omului i are originile n

Egipt i Mesopotamia, dar i n Europa Mediteraneean, mai ales n Imperiul

Roman.

Primul pod important a fost realizat peste rul Eufrat, n Babilon, n anul

600 .e.n. i avea o lungime de aproximativ 300 m. Pilele (Pil parte a

infrastructurii podului pe care exist reazeme intermediare ce susin 2


Ionu Radu RCNEL

suprastructura) erau construite din crmid i utilizau pentru mbinare un

mortar de asfalt. Seciunea pilelor avea 21 m lungime i 9 m lime.

Suprastructura era realizat din trunchiuri de palmier dispuse alturat.

Fig. 1.4 Podul lui Dumnezeu din localitatea Ponoarele, jud. Gorj

Ritmul construciei de poduri a devenit semnificativ n perioada

Imperiului Roman. Romanii au rmas n istoria podurilor att prin structurile de

apeducte pentru alimentarea cu ap a localitilor, ce se ntindeau pe zeci de

km, dar i prin lucrrile de poduri realizate n special sub form de boli i arce

din piatr i lemn.

Cel mai mare pod din lemn construit de romani a fost podul peste

Dunre la Drobeta Turnu Severin, conceput i realizat de Apollodor din

Damasc ntre anii 104 -105 d.H. pentru a permite armatelor romane

traversarea Dunrii. Podul, prezentat n Fig. 1.5, dup o reconstituire a

inginerului francez Edgar Dupperex, avea suprastructura realizat din arce

concentrice din lemn de stejar pe care rezema calea. Lungimea total a

podului a fost de aproximativ 1071 m, fiind acoperit cu 21 de deschideri de

cte 33 m fiecare. Pilele ce susineau suprastructura aveau o lime de 18 m

i erau realizate la exterior din zidrie uscat de piatr, iar la interior din blocuri

de piatr mbinate cu ciment roman.

3

CAPITOLUL 1


Fig. 1.5 Deschiderile de capt ale podului peste Dunre

de la Drobeta Turnu Severin A - Culeea de pe malul romnesc B Culeea de pe malul srbesc

Romanii au realizat i poduri masive importante avnd ca element principal

de rezisten bolta n plin cintru (n arc de cerc) realizat din blocuri de piatr cioplit.

Cel mai important pod de acest fel, avnd cea mai mare nlime

deasupra apei (circa 65 m) a fost realizat pe vremea mpratului Traian n jurul

anilor 100 peste rul Tago n Spania i este numit podul Alcantara (Fig. 1.6).

Fig. 1.6 Podul Alcantara peste rul Tago

Dintre apeductele realizate de romani, cel mai cunoscut este cel realizat

lng oraul Nimes din Frana numit Pont du Gard (Fig. 1.7), realizat n secolul

I .H. din boli suprapuse pe 3 nivele. Un alt apeduct important este cel din

oraul Segovia, n Spania, cu o lungime iniial estimat de istorici la 12 km,

realizat cu zidrie uscat din blocuri de piatr lefuite cu dimensiuni cuprinse

ntre 50 -120 cm dispuse tot n form de boli pe dou nivele.

4


Ionu Radu RCNEL

Fig. 1.7 Apeductul roman numit Pont du Gard

Dup cderea Imperiului Roman au fost construite poduri importante

mai ales n Orient, n special n Imperiul Bizantin i n Iran ntre secolele VI-IX.

Secolele XI-XV au fost marcate de puternice rzboaie interstatale ce au

influenat forma constructiv a podurilor realizate n aceast perioad de timp.

Podurile aveau calea ngust i erau fortificate cu turnuri i metereze pentru a

nlesni aprarea lor n caz de atac. n aceast perioad a crescut i interesul

pentru schimburile comerciale, construindu-se, n special n orae, poduri cu

limi mari pe care existau locuine i chiar spaii comerciale.

Un astfel de pod este Ponte Vecchio din Florena, n Italia (Fig. 1.8)

realizat n anul 1395. Podul are limea de 37.30 m suprastructura fiind

constituit din 3 boli, cea mai mare avnd deschiderea de 29.20 m.

Fig. 1.8 Ponte Vecchio din Florena

5

CAPITOLUL 1


ntre secolee XVI i XIX s-au realizat, n special n Italia, poduri din

zidrie de piatr avnd o mare valoare artistic i n prezent. Podurile

susineau locuine sau erau destinate spaiilor comerciale n zone intens

ciculate. Un astfel de pod a fost construit n Veneia, Italia, de ctre arhitectul

Antonio Ponte n anul 1591. Podul Ponte Rialto (Fig. 1.9) este realizat din

marmur alb n pant i contrapant, are o deschidere de 28.20 m i o lime

de 22 m, dintre care 7 m pentru circulaie, restul spaiului fiind ocupat de

magazine. Podul reprezint o atracie turistic i a fost astfel conceput nct s

poat susine mari aglomerri de oameni.

Fig.1.9 Ponte Rialto din Veneia

Un alt pod cu aspect estetic deosebit i avnd o nlime mare este

viaductul Ronda, din Spania (Fig. 1.10).

Tot n aceast perioad, pe lng podurile masive din piatr s-au

construit i poduri din lemn, cu dimensiuni importante. O astfel de structur

este podul peste Rin la Schaffhausen (Fig. 1.11) situat la grania dintre Elveia

i Germania, avnd dou deschideri de 51 i respectiv 59 m. Podul proiectat

de fraii Grubenmann este complet acoperit.

6


Ionu Radu RCNEL

7

Fig. 1.10 Viaductul roman Ronda din Spania

Fig. 1.11 Podul peste Rin la Schaffhausen,

la grania dintre Elveia i Germania

Podurile se pot realiza ns integral din lemn (att infrastructura, ct i

suprastructura), dar ele au un caracter provizoriu, nlocuind temporar pn la

reconstrucie sau consolidare un pod definitiv. Un astfel de pod este prezentat

n figura 1.12.

CAPITOLUL 1


Fig. 1.12 Pod provizoriu din lemn

n jurul anilor 1700 a fost construit i primul pod metalic, n China la

Lutingchiao. Podul aflat n funciune i astzi a fost realizat ca pod suspendat cu

lanuri i are o deschidere de 100 de m.

Secolele al XVIII-lea i al XIX-lea marcheaz o evoluie rapid a

infrastructurii transporturilor, n special a lucrrilor de ci ferate. Astfel, ca

urmare a creterii sarcinilor care circulau pe poduri i de asemenea a vitezelor

de circulaie a aprut necesitatea gsirii i dezvoltrii att a unor noi metode

de construcie ct i a unor materiale mai performante.

8

n secolul al XIX-lea apar i se dezvolt podurile din lemn realizate n

sistem grinzi cu zbrele. Cele mai cunoscute sisteme utilizate n acea

perioad erau Long (Fig.1.13) grinzi cu zbrele consolidate cu contrafie,

Town (Fig. 1.14) grinzi cu zbrele multiple realizate din dulapi fixai la noduri

cu buloane metalice i sistemul Howe (Fig. 1.15) derivat de fapt din sistemul

Long i la care montanii verticali din lemn au fost nlocuii cu tirani metalici,


Ionu Radu RCNEL

tiranii din lemn neputnd avea mbinri corespunztoare pentru preluarea

ntinderilor.

Fig. 1.13 Pod din lemn realizat n sistem Long

a) b) Fig. 1.14 Pod din lemn cu grinzi de tip Town

a) Vedere lateral a podului b) Detaliu grind tip Town

Fig. 1.15 Pod din lemn realizat n sistem Howe

9

CAPITOLUL 1


ncepnd cu mijlocul secolului al XVIII-lea i pn la mijlocul secolului al

XIX-lea ia amploare construcia podurilor metalice din font. Ca form constructiv

aceste poduri erau asemntoare celor anterioare realizate din piatr sau zidrie i

aveau deci ca principal structur de rezisten bolile sau arcele. Aceast form

punea cel mai bine n valoare caracteristicile mecanice ale fontei i anume

rezistene mari la solicitri de compresiune i mici la solicitri de ntindere. Primul

pod important din font a fost realizat ntre anii 1776 i 1779 de ctre Abraham

Darby peste rul Severn, n localitatea Coalbrookdale din Anglia. Podul numit Iron

Bridge (Fig. 1.16) este realizat din 5 arce paralele cu deschiderea de 30.62 m.

Fig. 1.16 Podul Iron Bridge n localitatea Coalbrookdale, Anglia

Podurile metalice realizate din font s-au rspndit mai nti n Europa, n

Anglia, Germania i Frana, dar i n S.U.A. n anul 1819 a fost terminat podul

Southwark, peste Tamisa, structura de rezisten fiind alctuit din arce realizate din

bolari din font cu care s-a realizat o deschidere a podului de 73 m. n Frana, un

pod important din font, finalizat n anul 1839 este podul Carousell peste Sena la

Paris. Soluia constructiv aleas a fost tot cea cu arce, dar de aceast dat arcele

erau realizate din tuburi din font. Deschiderea podului este de 48 m.

10


Ionu Radu RCNEL

11

n aceast perioad de timp au loc ns i numeroase accidente aprute

la structurile de rezisten realizate din font att la poduri ct i la hale

industriale, gri sau hale de expoziie. Cauza o constituia tocmai comportarea

nesatisfctoare a fontei la solicitri de ntindere. Trebuia deci gsit un

material metalic care s nlture aceste neajunsuri i astfel a aprut fierul

pudlat ce a fost utilizat ca material de construcie ntre nceputul secolului al

XIX-lea i sfritul secolului al XIX-lea.

n perioada 1846-1850, inginerul Robert Stephenson a construit podul

Britannia peste strmtoarea Menai, n Anglia (Fig. 1.17). Podul a reprezentat o

soluie ndrznea pentru acea vreme i o premier deoarece au fost

realizate pentru prima oar ncercri pe modele la scara 1:7 care aveau drept

scop stabilirea pe cale experimental a dimensiunilor elementelor principale

de rezisten.

Podul avea 4 deschideri (71.40+2141.78+71.40) m i suprastructura era o grind continu cu seciune transversal casetat. n interiorul casetei, la

partea inferioar era amplasat calea ferat simpl. Podul a fost distrus n

urma unui incendiu de mari proporii.

Utilizarea fierului pudlat a permis abordarea i altor tipuri de sisteme

structurale pentru suprastructurile podurilor metalice. Un exemplu este podul

construit n perioada 1847-1857, peste Vistula, la Dirschau n Germania (Fig. 1.18).

Suprastructura este realizat cu grinzi cu zbrele sistem multiplu, pe 6

deschideri, deschiderea maxim fiind de 131 m, valoare important pentru

acea dat.

n anul 1884 a fost finalizat n Frana viaductul de cale ferat Garabit

(Fig.1.19), ce utilizeaz ca structur principal de rezisten un arc dublu

articulat din fier pudlat, cu deschiderea de 165 m. Podul a fost construit de

celebrul inginer francez Gustave Eiffel.

CAPITOLUL 1


a)

b)

Fig.1.17 Podul Britannia peste strmtoarea Menai n Anglia a) Vedere de ansamblu

b) Seciune transversal

12


Ionu Radu RCNEL

Fig. 1.18 Podul peste Vistula la Dirschau n Germania

Fig. 1.19 Viaductul Garabit realizat de inginerul francez Gustave Eiffel

ncepnd cu a doua jumtate a secolului al XIX-lea i pn n prezent

apar noi materiale de construcii i n aceast categorie pot fi incluse betonul

armat, betonul precomprimat i bineneles oelul.

Primele poduri realizate din beton simplu utilizau aceleai forme

constructive ca i podurile masive din zidrie, anume arcele i bolile. Treptat

ns au aprut podurile din beton armat realizate n soluia cu grinzi cu

nlime constant sau variabil.

Dintre podurile din beton armat importante realizate la nivel mondial, n

figura 1.20 este prezentat podul de osea Sand din Suedia, peste rul

ngermanslven, finalizat n anul 1943. Podul are o deschidere de 264 m, o

sgeat de 42 m, iar lungimea total este de 810 m.

13

CAPITOLUL 1


Fig. 1.20 Podul cu arce din beton armat Sand

n figura 1.21 se prezint o vedere a podului Arrabida, peste rul Douro, ce

face legtura ntre oraele Porto i Vila Nova de Gaia din Portugalia. Podul a fost

realizat n soluia cu arce din beton armat, fiind construit n perioada 1960-1963,

are o lungime total de 615 m, sgeata arcului este de 52 m, iar cu deschiderea de

270 m a deinut recordul la acea dat. Tablierul din beton se afl la o nlime de

70 m deasupra nivelului apei i are o lime de 27 m.

Fig. 1.21 Podul Arrabida peste rul Douro

14


Ionu Radu RCNEL

Un alt pod important realizat din beton armat a fost podul peste Dunre

de la Novi Sad n Serbia (Fig. 1.22). Acesta a fost realizat n soluia cu arce

cu calea la mijloc, cu dou deschideri dintre care cea maxim avea valoarea

de 211 m. Podul a fost complet distrus n timpul atacurilor trupelor aliate n

rzboiul din fosta Republic Federativ Iugoslavia.

Fig. 1.22 Fostul pod de pe Dunre la Novi Sad, n Serbia

n ceea ce privete podurile din beton precomprimat, acestea au avut o

evoluie semnificativ n special n a doua jumtate a secolului al XX-lea. n

aceast perioad au fost puse la punct i noi metode de execuie ce au permis

abordarea unor noi soluii i sisteme constructive. n figura 1.23 este prezentat podul peste Rin la Bendorf, n Germania,

realizat cu grinzi din beton precomprimat i executat n consol. Avnd o

deschidere maxim de 208 m, acest pod a deinut recordul de deschidere n

perioada anilor 1960. Lungimea total a podului este de 500 m.

Cu ajutorul grinzilor ancorate realizate din beton precomprimat au putut

fi executate deschideri foarte mari. n anul 1962 a fost terminat podul peste

golful Maracaibo n Venezuela (Fig. 1.24), care are podul principal executat cu

5 deschideri de cte 235 m fiecare, iar lungimea total este de 8272 m.

15

CAPITOLUL 1


Fig. 1.23 Podul peste Rin la Bendorf

Fig. 1.24 Podul peste golful Maracaibo n Venezuela

Odat cu descoperirea celor trei mari procedee de obinere a oelului pe

cale industrial, procedeele Bessemer, Siemens-Martin i Thomas a nceput i

perioada utilizrii oelului moale pentru construcia podurilor. A fost astfel

eliminat principalul inconvenient al fierului pudlat i anume neomogenitatea

structural, oelurile obinute prin cele trei procedee avnd caracteristici mecanice

superioare fierului pudlat. Sistemele structurale utilizate la construcia podurilor

au evoluat i ele odat cu apariia oelului. S-au impus, n special ncepnd cu a

doua jumtate a secolului al XX-lea, podurile cu cabluri i anume podurile 16


Ionu Radu RCNEL

hobanate, respectiv suspendate. Utiliznd aceste sisteme structurale deschiderile

ce puteau fi acoperite aveau valori din ce n ce mai mari.

Dintre podurile remarcabile realizate din oel pe plan modial pot fi amintite:

podul suspendat Brooklyn (Fig. 1.25), construit n anul 1883 la New York peste rul East River, cu deschiderea de 488 m;

Fig. 1.25 Podul Brooklyn de la New York, S.U.A.

n perioada 1884-1890 a fost construit podul de cale ferat Firth of Forth (Fig. 1.26), cu grinzi cu zbrele cu console i articulaii (grinzi Gerber) i

avnd deschiderea de 521 m. Forma grinzilor principale cu zbrele a fost

stabilit pe baza formei diagramelor de momente ncovoietoare.

Fig. 1.26 Podul Firth of Forth din Scoia realizat cu grinzi Gerber

(cu console i articulaii)

17

CAPITOLUL 1


18

ntre anii 1905 i 1917 a fost realizat podul Qubec peste rul Sfntul Laureniu (Fig. 1.27), n Canada, n soluia grinzi cu zbrele tip Gerber,

avnd deschiderea central de 548.60 m ceea ce reprezint, pentru acest

tip de structur, recordul de deschidere chiar i n prezent;

Fig. 1.27 Podul Qubec peste rul Sfntul Laureniu n Canada

primul pod suspendat cu deschidere mai mare de 1000 m a fost executat n perioada 1929-1932 peste rul Hudson, la New York. Podul

se numete George Washington i are o deschidere de 1067 m;

podul Golden Gate din San Francisco (Fig. 1.28) a fost finalizat n anul 1937 i are o deschidere de 1280 m. Podul a reprezentat o

premier prin realizarea n apele golfului a unor infrastructuri fundate

direct la mare adncime.

Fig. 1.28 Podul suspendat Golden Gate din San Francisco


Ionu Radu RCNEL

19

n a doua jumtate a secolului al XX-lea au luat amploare soluiile de

poduri cu cabluri. Podul suspendat Humber de la Hull (Fig.1.29), n Anglia a

fost dat n exploatare n 1981 i a fost unul dintre primele poduri la care s-a

utilizat pentru seciunea transversal a suprastructurii, o caset nchis din

oel, sub forma unei aripi de avion, pentru a atenua efectele dinamice date de

vnt. Pentru stabilirea formei n seciune transversal a suprastructurii au fost

realizate studii n tunele aerodinamice.

Cu valoarea de 1410 m ntre axele pilonilor acest pod a deinut recordul

de deschidere pn n anul 1995, cnd a fost depit de podul Great Baelt din

Danemarca (Fig. 1.30), ce are deschiderea de 1624 m.

Fig. 1.29 Podul suspendat Humber de la Hull, Anglia

Fig. 1.30 Podul Great Belt din Danemarca

CAPITOLUL 1


Recordul mondial de deschidere pentru podurile suspendate este

deinut n prezent de podul Akashi-Kaikyo (Fig. 1.31) construit n Japonia i

finalizat n anul 1999. Podul este situat pe o magistral rutier ce unete

insulele Shikoku i Honshu i are o deschidere de 1990.8 m ntre piloni.

Fig. 1.31 Podul Akashi Kaikyo din Japonia

Concomitent cu dezvoltarea podurilor suspendate, au fost realizate i

poduri cu hobane. n anul 2004, n luna august, a fost deschis traficului podul

Rion-Antirion (Fig. 1.32), care traverseaz golful Corint aproape de localitatea

Patras din Grecia. Podul face legtura ntre localitatea Rion din Peloponez i

localitatea Antirion din Grecia Continental. Soluiile constructive i

tehnologiile de execuie aplicate la construcia acestui pod au condus la o

structur care s reziste condiiilor dificile din amplasament: ap foarte

adnc, teren impropriu de fundare i activitate seismic intens determinat

de micri ale plcilor tectonice n zon. Tablierul podului are o lime de 28 m

i susine cte dou benzi de circulaie pe sens, cte o band de urgen i

cte un trotuar pentru circulaia pietonilor. Podul are o lungime total de

aproximativ 2880 m, cea mai mare deschidere msurnd 560 m. Fundaiile i

elavaia pilonilor podului au fost proiectate astfel nct n cazul unor puternice

20


Ionu Radu RCNEL

micri seismice s poat fi absorbit energia eliberat, limitndu-se

deplasrile.

Fig. 1.32 Podul Rion-Antirion peste golful Corint

n decembrie 2004 a fost deschis traficului podul (viaductul) Millau din

Frana (Fig. 1.33) ce traverseaz rul Tarn. Tablierul podului susine 4 benzi

de circulaie pentru autostrad i are o lime de 32 m. Sistemul constructiv

este cu hobane, cea mai mare deschidere avnd valoarea de 321m. Pentru

reducerea momentelor ncovoietoare n piloni ca urmare a ncrcrii inegale a

deschiderilor, pilonii au fost fixai de suprastructur (de tablier) i nu executai

n prelungirea pilelor. Podul reprezint un record n ceea ce privete nlimea

pilelor, cea mai nalt dintre acestea msurnd 270 m. Lungimea total a

podului nsumeaz 2460 m.

n stadiu de proiect se afl un pod suspendat peste strmtoarea

Messina, n Italia, ce ar trebui s realizeze legtura cu insula Sicilia. Podul ar

urma s aib o deschidere de aproximativ 3000 m. Aceast valoare record a

deschiderii ridic n prezent probleme inginerilor proiectani i constructorilor

datorit faptului c materialele cunoscute n prezent conduc la valori mari ale

greutii permanente a suprastructurii.

21

CAPITOLUL 1


Fig. 1.33 Viaductul Millau din Frana

n ara noastr evoluia podurilor a parcurs aceleai etape ca i pe plan

mondial i a fost influenat major de conjunctura politic i social din

aceast parte a Europei. Lucrri importante de poduri, att masive, ct mai

ales din oel au fost realizate n perioada anilor 1800-1900 de ingineri romni

de marc cum au fost Elie Radu i Anghel Saligny.

Dintre podurile din beton armat sunt precizate aici viaductul Caracu

(pod de cale ferat simpl) dat n exploatare n anul 1946 (Fig. 1.34), avnd o

lungime total de 264 m, o sgeat de 37 m, bolta avnd o deschidere de 100

m i podul peste Arge la Hotarele (Fig. 1.35), cu suprastructura realizat din

dou arce cu calea la mijloc avnd deschiderea de 85 m.

22


Ionu Radu RCNEL

Fig. 1.34 Viaductul Caracu Fig. 1.35 Podul peste rul Arge finalizat n 1946 la Hotarele

n ceea ce privete podurile metalice, primele poduri din font au fost

realizate n Banat. n a doua jumtate a secolului al XIX-lea au fost construite

o serie de poduri din fier pudlat dintre care cel mai important este podul

combinat de cale ferat i osea peste Siret la Cosmeti finalizat n 1872

(Fig.1.36).

Fig. 1.36 Podul metalic combinat de cale ferat i osea de la Cosmeti

n perioada 1890-1895 inginerul romn Anghel Saligny a realizat

complexul de poduri dintre Feteti i Cernavod, compus din podul peste

braul Borcea, viaductul Iezer i podul Regele Carol I, peste braul principal al

Dunrii (Fig. 1.37). Avnd o lungime total nsumat a deschiderilor de 4088

m, acest complex de poduri era cel mai lung din Europa la vremea cnd a fost

construit, iar podul Carol I avea cea mai mare deschidere (190 m) din Europa

Continental . Suprastructura a fost realizat n sistem grinzi cu zbrele cu

23

CAPITOLUL 1


console i articulaii (grinzi Gerber) nlime variabil, forma grinzilor

urmrind diagrama de momente ncovoietoare.

Fig. 1.37 Podul Carol I peste Dunre la Cernavod

Dup cel de-al doilea rzboi mondial au fost realizate la noi n ar

poduri metalice mari, cele mai importante fiind cele realizate peste Dunre sau

peste Canalul Dunre-Marea Neagr.

n anul 1954 a fost terminat podul care face legtura ntre localitile

Giurgiu din Romnia i Russe din Bulgaria, podul fiind numit Podul Priteniei

(Fig. 1.38). Acest pod este un pod combinat de cale ferat i osea, cele dou

ci de comunicaie fiind suprapuse: calea ferat simpl la partea inferioar i

oseaua cu dou benzi de circulaie la partea superioar. Podul a fost astfel

proiectat nct deschiderea central de 86 m s poat fi ridicat la nevoie cu

ajutorul unui sistem de trolii pentru a permite trecerea, la nevoie, a macaralelor

fluviale sau a vaselor cu ncrcri speciale. Suprastructura podului principal a

fost realizat cu grinzi continue cu zbrele sistem compus. Deschiderea

maxim a podului este de 160 m, iar lungimea total de aproximativ 2224 m.

Alte poduri importante din punct de vedere al soluiilor constructive

adoptate, al dimensiunilor geometrice i tehnologiilor aplicate au fost

executate n perioada 1970-1986 n zona Feteti-Cernavod, peste canalul

Dunre-Marea Neagr, la Agigea, Medgidia i Basarabi i la Giurgeni-Vadu

Oii. Soluiile moderne aplicate au fost: suprastructur casetat cu platelaj

24


Ionu Radu RCNEL

ortotrop la podul de la Giurgeni-Vadu Oii, cabluri la podul hobanat de la

Agigea, respectiv arce cu tirani verticali sau nclinai la podurile de la Medgidia

i Basarabi.

Fig. 1.38 Podul Prieteniei peste Dunre, ntre Giurgiu i Russe

Podul de la Giurgeni-Vadu Oii (Fig. 1.39) a fost finalizat n anul 1970.

Suprastructura este o grind metalic continu cu nlime variabil, ce susine

patru benzi de circulaie care ofer o lime a prii carosabile de 13.80 m.

Lungimea total a podului este de 1464.40 m, fiind acoperit cu urmtoarea

succesiune de deschideri (incluznd aici i viaductele de acces):

846.00+120.00+3160.00+120.00+846.00 m. Podul mai prezint o particularitate i anume aceea c pe pile au fost prevzute dispozitive

antiseismice care au fcut ca podul s se comporte foarte bine n timpul

cutremurului din 1977.

Dup aproape 100 de ani de la realizarea complexului de poduri dintre

Feteti i Cernavod, condiiile sociale i economice din ara noastr au impus

dublarea podurilor existente, prin realizarea unor noi traversri de cale ferat

dubl i osea cu patru benzi de circulaie. Ca urmare, n perioada 1981-1986

au fost construite podurile metalice peste Dunre i peste Braul Borcea (Fig. 1.40).

Podurile principale au fost realizate n soluia grinzi continui cu zbrele cale jos

i au deschiderile 3140.00 m la Braul Borcea, respectiv

25

CAPITOLUL 1


140.00+190.00+140.00 m peste Dunre. Viaductele feroviare, att Borcea, ct

i Dunrea, au suprastructura realizat n soluia grinzi continui metalice

casetate, iar viaductele rutiere au fost executate utiliznd grinzi simplu

rezemate din beton precomprimat, la viaductele Borcea i tabliere cu structur

compus, oel-beton la viaductele Dunrea. Suprastructurile podurilor

principale susin dou linii de cale ferat dispuse ctre axul podului i patru

benzi de autostrad, cte dou pe sens, dispuse pe console de dimensiuni

mari.

Fig. 1.39 Podul peste Dunre la Giurgeni-Vadu Oii

Fig. 1.40 Noul pod combinat de cale ferat i osea peste Dunre

26


Ionu Radu RCNEL

n figura 1.41 este prezentat o vedere a podului hobanat de la Agigea.

Podul are dou deschideri inegale, deschiderea principal fiind de 162 m, iar

suprastructura este mixt, realizat din grinzi metalice n conclucrare cu o

plac de beton.

Fig. 1.41 Podul cu hobane peste canalul Dunre-Marea Neagr la Agigea

Cel mai recent pod de dimensiuni mari dat n exploatare n Romnia este

podul peste Canalul Dunre-Marea Neagr la Cernavod ce face legtura ntre

gar i ora. Podul finalizat n anul 2002 a fost realizat n soluia cu dou arce

paralele i cu tirani nclinai ce se intersecteaz (sistem Nielsen) i are o

deschidere de 171.83 m (Fig. 1.42).

Fig. 1.42 Noul pod peste Canalul Dunre-Marea Neagr la Cernavod

27

CAPITOLUL 2

CI DE COMUNICAII : PODURI. ELEMENTE GENERALE

28

CAPITOLUL 2 ELEMENTE DE NOMENCLATUR A PODURILOR I PODEELOR

2.1 GENERALITI

Dezvoltarea continu a societii omeneti a determinat evoluia

continu a mijloacelor de transport i implicit a infrastructurii transporturilor

reprezentat de cile de comunicaie. Toate tipurile de ci de comunicaie

(auto, feroviare, navale i aeriene) s-au dezvoltat de-a lungul timpului datorit

descoperirii, dezvoltrii i utilizrii materialelor de construcie cu caracteristici

mbuntite (betonul armat i precomprimat, oelurile aliate, cu granulaie fin

i speciale), dar i datorit dezvoltrii tehnologiilor de execuie.

Podurile fac parte din categoria construciilor complexe, evoluia lor fiind

caracteristic fiecrei epoci a societii omeneti. Forma i dimensiunile

podurilor au fost determinate de tipul materialului utilizat la construcia lor

(lemn, piatr brut, zidrie, font, fier pudlat, oel i beton) i de nivelul

tehnologic existent la momentul respectiv.

Necesitatea modernizrii cilor de comunicaie pentru a corespunde

condiiilor actuale de circulaie, marcate prin creterea volumului de trafic, a

ncrcrilor vehiculelor i a vitezelor de circulaie a determinat i continu s

influeneze forma i dimensiunilor podurilor.

Tendina actual n construcia de poduri se materializeaz n creterea

continu a deschiderilor i n reducerea dimensiunilor elementelor de

rezisten, n vederea realizrii unor construcii plcute din punct de vedere

NOIUNI INTRODUCTIVE. DEFINIII. ELEMENTE DE NOMENCLATUR A PODURILOR

Ionu Radu RCNEL 29

estetic i cu implicaii directe asupra costurilor. Toate aceste elemente implic

o analiz amnunit a tuturor factorilor ce concur la construcia unui pod i o

proiectare eficient i corect, n aa fel nct podul proiectat s prezinte

siguran n exploatare pe toat durata sa de serviciu.

Podurile sunt lucrri de art realizate pentru susinerea unei ci de

comunicaie i asigurarea continuitii ei peste un obstacol ntlnit pe traseu,

obstacol pe care calea de comunicaie l traverseaz denivelat. Aceste

obstacole pot fi cursuri de ape, vi accidentate sau intersecii cu alte ci de

comunicaie. n acelai timp, podurile asigur i continuitatea obstacolului

traversat de calea de comunicaie respectiv, sub pod rmnnd un spaiu

liber ce face posibil acest lucru.

Podurile pot fi amplasate peste cursuri de ap, peste vi uscate sau

peste alte ci de comunicaie existente.

Viaductele sunt poduri ce traverseaz vi accidentate sau nlocuiesc

rambleele nalte, greu de executat i neeconomice ce ar trebui realizate pentru

asigurarea continuitii unei ci de comunicaie.

n cazul multor poduri, cota cii de comunicaie pe pod este mai mare

dect cea a zonelor nvecinate ale traseului. n aceste situaii, pentru accesul

ctre podul propriuzis (numit i principal), ar trebui realizate ramblee cu

nlimi mari i pe lungimi importante. Aceste lucrri de terasamente ar fi

neeconomice i de cele mai multe ori ele sunt nlocuite cu viaducte de acces

ctre podul principal.

Dac traseul urmrete versanii unor defilee, lucrrile de terasamente

dinspre vale, necesare pentru susinerea cii de comunicaie, ar rezulta cu

dimensiuni mari i deci neeconomice sau realizarea lor ar putea conduce chiar

la obstruarea albiei rului. Aceste situaii pot fi evitate prin realizarea unor

viaducte de coast.

Exist ns i poduri ce nu susin ci de comunicaie, numite poduri de

serviciu, care asigur continuitatea peste obstacole a unor reele de aduciune

CAPITOLUL 2


a apei, a unor conducte ce transport agent termic, a unor conducte de gaz

sau a cablurilor electrice de dimensiuni mari.

n general, n cazul podurilor exist termeni i denumiri specifice de

specialitate prin care se identific att elementele structurale, ct i

componente ale reliefului n amplasamentul podului. n figura 2.1 sunt

prezentate elementele componente de baz ale unei structuri de pod, comune

n general tuturor podurilor.

Fig. 2.1 Vedere lateral (elevaie) a unui pod

Un pod se compune din dou pri principale: infrastructura i

suprastructura.

Infrastructura (Fig. 2.1) este partea construciei care susine

suprastructura, preia ncrcrile provenite de la aceasta i le transmite mai

departe, prin intermediul fundaiilor, terenului din amplasamentul podului.

Infrastructura poate fi alctuit numai din dou culee, n cazul podurilor cu o

singur deschidere, respectiv din dou culee i "n" pile, pentru podurile cu

"n+1" deschideri.

30


Ionu Radu RCNEL 31

Culeele sunt elementele de infrastructur dispuse la capetele podului.

Prin intermediul unor componente ale culeelor (aripi, sferturi de con) se

realizeaz i racordarea podului cu terasamentele de la capetele acestuia.

Racordarea se poate face n dou soluii constructive, n funcie de nlimea

terasamentului i anume: pentru nlimi mici ale terasamentului se utilizeaz

racordarea cu sferturi de con, n timp ce pentru nlimi mari de terasament, n

principal din motive economice, se realizeaz racordarea cu aripi. n figura 2.1

este prezentat varianta racordrii cu sfert de con.

Pilele reprezint elemente de infrastructur ce asigur reazeme

intermediare pentru suprastructura podului i sunt dispuse, la anumite

distane, n lungul podului. Numrul pilelor variaz n funcie de numrul de

deschideri ale podului.

Elementele infrastructurii sunt n general alctuite din dou pri: o parte

situat sub nivelul terenului natural la o adncime stabilit prin studii de teren

i prin calcul, numit fundaie i o alta situat deasupra fundaiei numit

elevaie (a pilei, respectiv a culeei). Natura terenului determin alegerea

soluiei n ceea ce privete tipul fundaiilor infrastructurii: fundaii directe, n

cazul n care stratul portant (bun pentru fundare) se gsete la adncimi relativ

mici n raport cu suprafaa terenului, respectiv fundaii indirecte (pe piloi sau

coloane) n cazul n care stratul portant se gsete la o adncime mai mare,

ce face neeconomic soluia cu fundaii directe. Pentru aflarea stratificaiei se

execut, n faza de studiu a soluiei, foraje (fig. 2.1), a cror adncime minim

este prevzut n normele de proiectare. n funcie de numrul i poziia

infrastructurilor i de relief, n cazul unui pod se execut mai multe foraje

geotehnice, situate de regul, ct mai aproape de locul unde vor fi construite

infrastructurile. Cota de fundare sau cota tlpii fundaiei, notat simbolic n

figura 2.1 prin CTF este un parametru fundamental stabilit pe baza studiilor de

teren efectuate.

CAPITOLUL 2


32

Suprastructura (Fig. 2.1) unui pod reprezint partea construciei ce

susine direct o cale de comunicaie, asigur continuitatea cii de comunicaie

i preia direct ncrcrile provenite de la vehicule i orice alte ncrcri cu

caracter variabil i permanent la care este supus structura. n funcie de

materialul de construcie utilizat exist suprastructuri de lemn, de beton armat

sau precomprimat, suprastructuri metalice (realizate din oel) i mixte (oel-

beton).

Transmiterea ncrcrilor de la suprastructur la infrastructur se

realizeaz prin intermediul unor dispozitive numite aparate de reazem, care au

diferite alctuiri i dimensiuni n funcie de reaciunile pe care la preiau i

gradele de liberate pe care trebuie s le permit, n aa fel nct s asigure

funcionalitatea structurii.

Aparatele de reazem sunt de dou categorii: fixe i mobile. n prezent

pentru poduri se utilizeaz n mod curent aparate de reazem realizate din

dou tipuri de materiale i anume: aparate de reazem din oel turnat i aparate

de reazem din neopren.

Aparatele de reazem se aaz att pe pile ct i pe culei, pe elemente

cu suprafee plane i orizontale numite cuzinei, realizate din beton armat de

clas ridicat pentru a asigura preluarea reaciunilor verticale cu valori mari ce

provin de la suprastructur. Cuzineii sunt parte component a banchetei

cuzineilor (n figura 2.1 nivelul superior al banchetei cuzineilor este marcat cu

simbolul NBC.

Legturile dintre suprastructur i infrastructur pot fi ns realizate sub

forma unor noduri rigide, n cazul podurilor de tip cadru, n aceste situaii

lipsind aparatele de reazem ntre cele dou pri ale podului. Conlucrarea

dintre suprastructur i infrastructur are efecte benefice n ceea ce privete

reducerea momentelor ncovoietoare din suprastructura podului, acestea fiind

mai mici dect la poduri avnd alte scheme statice, ca de exemplu grinzile

continui sau cele simplu rezemate.


Ionu Radu RCNEL 33

Aa cum se arta la nceput, podurile pot fi construite peste vi uscate,

dar i peste vi pe unde exist ape curgtoare, n figura 2.1 fiind prezentat

cea de-a doua situaie.

Poriunea unei vi ocupat permanent sau temporar (numai n anumite

perioade ale anului) de ape curgtoare se numete albie (Fig. 2.1). Albia se

caracterizeaz prin seciune transversal, profil longitudinal i traseu n plan.

n seciunea transversal se pot distinge albia minor, respectiv albia major

(Fig. 2.1). Prin albia minor, ce are de regul o lime fix care se menine att

timp ct nu apar modificri semnificative n modul de curgere al rului, curg

apele mici i mijlocii. Prin albia major curg apele mari n timpul viiturilor.

Identificarea malurilor stng i drept ale unei ape curgtoare se face

privind cursul de ap spre aval. Linia care unete punctele de cea mai mic

cot din albia rului reprezint talvegul. Fundul albiei poate fi constituit din roci

(n cazul cursurilor de ap situate n zone de munte), din pmnturi i din

material aluvionar (n cazul zonelor de podi i es). Forma i dimensiunile

albiei n seciune transversal sunt de mare importan n faza de proiectare a

unui pod.

Cursurile de ap au n general nivel variabil, iar linia ce definete oglinda

apei pe seciunea transversal nu este perfect orizontal din cauza existenei

curenilor secundari. Pe sectoarele n curb nivelul apei este mai ridicat ctre

malul concav, n raport cu malul convex. Nivelul unei ape curgtoare este n

strns legtur cu debitul apei. Debitul unei ape curgtoare reprezint

volumul de ap scurs printr-o seciune curent a albiei n unitatea de timp i se

msoar n general n m3/s. Debitul poate fi stabilit prin prelucrarea datelor

statistice (msurtori directe ale nivelului apei efectuate de institutele de

hidrologie) sau pot fi evaluate prin calcul, prin metode indirecte. Pentru faza de

proiectare a podurilor, la noi n ar, se iau n considerare dou tipuri de debite

i anume: debitul de calcul (Qc), respectiv debitul de verificare (Qv) cu diferite

asigurri (probabiliti de a fi depite ntr-un interval determinat de timp) n

CAPITOLUL 2


34

funcie de clasa tehnic a cii de comunicaie susinute de pod i de clasa de

importan a podului. Cu ct probabilitatea de a se produce un debit este mai

mic cu att valoarea debitului va fi mai mare. Acestor debite le corespund, n

seciunea de scurgere a apei de sub pod, dou cote ale suprafeei libere a

apei (Fig. 2.1). Fa de nivelul corespunztor debitului de calcul, n funcie de

clasa de importan a podului se stabilete nlimea liber sub pod care este

utilizat la calculul cotelor banchetei cuzineilor (NBC), poziia aparatelor de

reazem pe infrastructuri i implicit nivelul inferior al suprastructurii simbolizat n

figura 2.1 prin notaia NIS.

n ceea ce privete traseul n plan, forma acestuia este sinuoas,

alctuit din curbe. Poriunea pe care linia talvegului trece dinspre un mal

ctre cellalt se numete traversad.

Debueul unui pod reprezint debitul de ap ce se poate scurge prin albie

n seciunea podului n anumite condiii, legate de nivelul i viteza apei, de

lucrrile hidrotehnice ce trebuie efectuate n vecintatea podului (aprri de

maluri, praguri de fund) etc.

Nivelul mediu cel mai sczut al apei nregistrat ntr-o anumit perioad de

timp considerat (de regul ultimii 20-30 de ani) se numete etiaj i este

marcat n figura 2.1 prin simbolul E.

2.2 PODURI. ELEMENTE GEOMETRICE Un parametru foarte important ce influeneaz n mod direct i

fundamental soluia n vederea construirii unui pod este deschiderea podului.

Deschiderea (L) (Fig. 2.1), reprezint distana teoretic msurat pe orizontal

ntre punctele de rezemare (axele aparatelor de reazem) ale suprastructurii pe

dou infrastructuri consecutive (pile sau culee). Lungimea podului (Fig. 2.1),

este un alt parametru important ce caracterizeaz un pod i reprezint distana


Ionu Radu RCNEL 35

pe orizontal msurat ntre limitele exterioare ale zidurilor ntoarse ale

culeelor de la cele dou capete ale podului. Un pod poate avea una, dou sau

mai multe deschideri egale sau diferite, ns valoarea lungimii este un

parametru unic caracteristic fiecrui pod.

Distana msurat pe orizontal ntre feele exterioare a dou

infrastructuri consecutive se numete lumina podului (Fig. 2.1). Ea poate avea

valori diferite pe nlime, n funcie de geometria infrastructurilor (care pot

avea parament vertical sau nu).

n general, nivelele diferitelor pri componente ale unui pod, se

raporteaz la o cot bine precizat. Dac este vorba de niveluri relative, atunci

aceast cot este nivelul cii, considerat la podurile de cale ferat nivelul

superior al traverselor (NST, Fig. 2.1), iar la podurile de osea nivelul drumului

n ax (NC, Fig. 2.1). n cazul n care cotele de nivel se consider cele absolute,

ele se raporteaz la un nivel de referin, considerat n ara noastr ca fiind

nivelul Mrii Negre.

Ali parametri importani ce sunt caracteristici, n general tuturor

structurilor de poduri i care influeneaz n mod direct soluia adoptat sunt

nlimea de construcie (hc, Fig. 2.1), nlimea pe reazem (hr, Fig.2.1),

nlimea de liber trecere sub pod (hl, Fig. 2.1), respectiv nlimea de liber

trecere pe pod (ht).

nlimea de construcie (hc) (Fig. 2.1), reprezint diferena de nivel ntre

partea cea mai ridicat a cii (NST, respectiv NC) i partea cea mai de jos a

suprastructurii pe deschidere, incluznd i sgeata (deformaia elastic

vertical) maxim produs de ncrcrile din exploatare. Valoarea nlimii de

construcie se stabilete n faza de proiectare i depinde n mod direct de

soluia constructiv aleas (de tipul suprastructurii podului).

nlimea pe reazem (hr) (Fig.2.1), reprezint diferena de nivel ntre

partea cea mai ridicat a cii pe pod (NST, respectiv NC) i faa superioar a

banchetei cuzineilor pe care sunt dispuse aparatele de reazem.

CAPITOLUL 2


Spaiul de liber trecere sub pod (hl) depinde de natura obstacolului

traversat de podul proiectat, care poate fi o ap curgtoare sau o alt cale de

comunicaie. Dac obstacolul traversat este o alt cale de comunicaie, spaiul

de liber trecere sub pod depinde de clasa cii de comunicaie traversate.

nlimea de liber trecere pe pod (ht) (Fig. 2.2) reprezint diferena de

cot ntre nivelul cel mai ridicat al cii pe pod i nivelul cel mai de jos al

elementelor structurale transversale ce se gsesc la partea superioar a

podului. Valoarea acestei nlimi depinde de tipul cii de comunicaie pe care

o susine podul i de dimensiunile vehiculelor care circul pe pod.

a) b)

Fig. 2.2 nlimea de liber trecere pe poduri cu grinzi cu zbrele a) Pod de cale ferat b) Pod de osea

Elementele de nomenclatur sunt specifice fiecrui tip de pod, n funcie

de materialul utilizat la realizarea structurii, dar i de soluia constructiv

adoptat. n cazul podurilor moderne, alegerea materialului din care va fi

realizat suprastructura (oel, respectiv beton armat sau/i precomprimat)

36


Ionu Radu RCNEL 37

reprezint o decizie important, ce se adopt n faza de proiectare i care este

influenat de urmtorii factori:

mrimea deschiderilor; tehnologia i metodele de execuie condiiile geologice i topografice din amplasament; tipul fundaiilor ce trebuie realizate. n afar de factorii precizai anterior, n vederea adoptrii soluiei

constructive trebuie avute n vedere i aspecte legate de comportarea

structurii sub ncrcri, de costurile de execuie respectiv de ntreinere i nu

n ultimul rnd de estetic i de impactul structurii asupra mediului.

n capitolele urmtoare se vor prezenta elementele structurale

componente i alctuirea podurilor, precum i elementele de nomenclatur

corespunztoare podurilor realizate din beton armat i precomprimat, metalice

(din oel) i mixte (oel-beton).

2.3 PODEE. ELEMENTE GEOMETRICE. TIPURI DE PODEE Podeele sunt poduri a cror deschidere sau sum a deschiderilor este

mai mic de 5 m. Ele se utilizeaz pentru traversarea cursurilor de ap cu

debit redus, a unor depresiuni ale terenului unde se pot acumula ape de

suprafa, n vederea colectrii i evacurii acestora sau a unor vi

accidentate de dimensiuni mici, unde se pot forma toreni. Podeele se

utilizeaz de asemenea i pentru descrcarea anurilor de colectare i

evacuarea apelor din amonte, atunci cnd calea de comunicaie urmrete un

traseu de coast, ca pasaje subterane pentru circulaia pietonilor i biciclitilor

sau n cazul traversrii pe sub calea de comunicaie a unor trasee pentru

utiliti (conducte de ap, de gaze sau cabluri electrice).

Podeele se pot realiza n mai multe soluii constructive. Alegerea

soluiei se face n funcie de lumina i debueul acestuia, de natura i

CAPITOLUL 2


38

caracteristicile fizico-mecanice ale terenului de fundare n amplasament, de

elementele geometrice ale cii de comunicaie n plan de situaie, profil n lung

i profil transversal, de posibilitatea de ntreinere, de posibilitile de execuie

i nu n ultimul rnd de aspectul estetic.

n cazul n care nlimea terasamentului cii de comunicaie este mic,

podeul susine direct calea, n caz contrar el rmne la cota impus de

asigurarea scurgerii apelor de suprafa, calea fiind n acest caz susinut de o

umplutur. Umplutura mbuntete repartizarea ncrcrilor concentrate date

de vehicule i n acelai timp reduce efectul dinamic al acestora. Grosimea

stratului de umplutur este determinat din condiii de rezisten, dar i pe criterii

economice, n anumite condiii, alte tipuri de podee putnd conduce la costuri

mai reduse ale lucrrii.

n prezent, elementele structurale ale podeelor se execut din beton

simplu i din beton armat, cele mai utilizate tipuri de podee fiind: podeele

tubulare, podeele ovoidale, podeele dalate i podeele din cadre prefabricate

(deschise sau nchise).

Din punct de vedere al alctuirii, prile componente ale unui pode sunt ca

i n cazul podurilor, suprastructura, infrastructura i fundaia. Totui, exist

situaii n care suprastructura i infrastructura nu apar ca elemente distincte ci

formeaz o structur unitar. Aa se ntmpl n cazul podeelor tubulare i al

celor executate din elemente prefabricate de tip cadru nchis. n cazul podeelor

dalate ns, suprastructura este constituit dintr-o dal de beton armat monolit

sau prefabricat, iar infrastructura este format din dou culee.

Racordarea podeelor cu terasamentele se face cu aripi, n cazul n care

nlimile terasamentelor sunt mari, spaiul pentru racordare este limitat sau

dac oblicitatea podeului este mare.. Racordarea se realizeaz cu sferturi de

con dac nlimea terasamentelor nu depete 3.00-4.00 m.


Ionu Radu RCNEL

n general, pe traseul unei ci de comunicaie pot exista multe podee al

cror cost influeneaz costul total al lucrrii i din acest motiv proiectarea i

execuia podeelor trebuie realizate cu deosebit atenie.

n continuare vor fi prezentate pe scurt, tipurile de podee cel mai frecvent

utilizate n prezent pe traseele cilor de comunicaie.

a) Podeele tubulare sunt de regul necate n terasament i au structura

de rezisten constituit din tuburi din beton armat care pot avea diferite forme,

cele mai utilizate fiind cele circulare (Fig. 2.5) i ovoidale. n cazul acestor tipuri

de podee tubul propriuzis reazem direct pe fundaie. Dimensiunile tuburilor se

aleg astfel nct s se asigure n bune condiii scurgerea apelor prin pode i n

acelai timp s se poat face ntreinerea acestora. Sub fundaia podeelor

tubulare se execut un strat de egalizare realizat din balast pilonat (compactat).

Fig. 2.5 Pode tubular circular

b) Podeele ovoidale au forma elementului de rezisten (bolta) stabilit

astfel nct, din aciunea ncrcrilor permanente i utile, s rezulte n orice

seciune a bolii solicitri de compresiune centric sau compresiune excentric

cu excentricitate mic. Dac forma ovoidal reprezint forma de coinciden

39

CAPITOLUL 2


pentru ncrcrile ce trebuie preluate, bolta poate fi realizat din beton simplu,

n caz contrar ea realizndu-se din beton armat. Efectul ncrcrilor date de

convoaie depinde de grosimea stratului de umplutur de deasupra podeului.

n cazul n care grosimea stratului de umplutur este aleas corespunztor,

efectul dat de convoaie asupra bolii este mic, putndu-se accepta forma de

coinciden stabilit numai pentru ncrcrile permanente. n prezent se

utilizeaz boli prefabricate fixate ntr-un cuzinet din beton armat ce reazem

pe fundaie (Fig. 2.6).

Podeele ovoidale se utilizeaz att pentru drumuri, ct i pentru ci

ferate. Este recomandabil ca nlimea n interiorul podeului s fie de cel puin

1.70 m pentru a permite accesul n vederea decolmatrii.

Fig. 2.6 Pode ovoidal

c) Podeele dalate (Fig. 2.7) se realizeaz ca structuri simplu rezemate

i au suprastructura realizat dintr-o dal prefabricat din beton armat, care

pentru deschideri mici reazem direct pe elementele de infrastructur, fr

40


Ionu Radu RCNEL

aparate de reazem sau este legat de culee prin intermediul unor ancore din

oel-beton ce pot prelua ncrcrile orizontale.

a)

b)

Fig. 2.7 Tipuri de podee dalate a) cu culee executate monolit b) cu culee din elemente prefabricate

41

CAPITOLUL 2


Dala susine fie structura rutier, n cazul drumurilor, fie prismul de

piatr spart n cazul cilor ferate. Culeele pot fi executate monolit (turnate la

faa locului) sau din elemente prefabricate din beton armat (Fig. 2.7b).

Avantajele podeelor dalate sunt c asigur o nlime de construcie

redus, pot fi executate n amplasamente cu terenuri slabe (fiind structuri

static determinate, insensibile la tasri mari) i se preteaz la prefabricarea

elementelor componente. Dezavantajul principal este legat de consumul mare

de beton.

d) Podeele din cadre prefabricate (Fig. 2.8) prezint avantajul c se

execut foarte rapid, utiliznd cadre din beton armat, deschise sau nchise. Ca

i n cazul podeelor tubulare, cadrul prefabricat este aezat direct pe blocul de

fundaie. Calea poate fi aezat direct pe prefabricat sau podeul poate fi

necat n terasament.

Fig. 2.8 Pode din cadru prefabricat nchis

42


Ionu Radu RCNEL

O variant alternativ la tipurile de podee prezentate anterior este

oferit de apariia i utilizarea structurilor flexibile din tabl ondulat zincat

(Fig. 2.9, 2.10).

Fig. 2.9 Pode din tabl zincat ondulat

ce susine un drum

Fig. 2.10 Execuia unui pode din tabl zincat ondulat

ce susine o cale ferat

43

CAPITOLUL 2


44

Aceste structuri pot fi montate uor i rapid i pot conduce la costuri de

execuie i mai ales de ntreinere sczute. n cazul n care protecia

anticoroziv a tablei este realizat corespunztor, durata de exploatare a

acestor structuri se apropie de cea a podeelor din beton armat.

Unul din inconvenientele acestor structuri este determinat de faptul c

trebuie asigurat o calitate corespunztoare a umpluturii de deasupra

podeului prin stabilizare i compactare, ea influennd nemijlocit capacitatea

portant a structurii. De asemenea, n special n cazul amplasrii lor peste vi

pe care se pot forma toreni ce pot transporta pietri i bolovni, se poate

distruge protecia anticoroziv i reduce semnificativ durata lor de exploatare.

INFRASTRUCTURA PODURILOR

Ionu Radu RCNEL 45

CAPITOLUL 3 INFRASTRUCTURA PODURILOR

3.1 PILE. ELEMENTE GEOMETRICE. TIPURI DE PILE

n funcie de soluia constructiv adoptat pentru suprastructur, de

destinaia podului (de cale ferat, de osea, paserel pietonal etc.) i de ali

parametri, pilele i culeele pot avea diverse alctuiri i dimensiuni.

Pilele pot fi realizate att din oel ct i din beton, dar n cele mai multe

cazuri este utilizat cea de-a doua variant. n cazul n care nlimea pilelor

este foarte mare se poate utiliza chiar beton precomprimat pentru preluarea

solicitrilor mari aprute pe seciunea transversal a pilei i evitarea apariiei

fisurilor.

Prile principale ale unei pile sunt (Fig. 3.1): fundaia, partea situat sub

nivelul terenului natural i elevaia care reprezint partea situat deasupra

fundaiei.

Betonul din care este realizat bancheta cuzineilor (i cuzineii) este de

cea mai ridicat clas, de regul C25/30, cel din elevaie este un beton armat

de clas C16/20, iar betonul din fundaie este de regul un beton simplu sau

slab armat, de clas C8/10 (Fig. 3.1).

CAPITOLUL 3


Fig. 3.1 Prile componente ale unei pile

Dup tipul elevaiei, pilele pot fi de dou tipuri :

pile tip coloan sau stlp, numite pile flexibile pile tip perete numite i pile masive. Pilele de tip coloan pot avea seciuni transversale avnd diferite forme

n plan (Fig. 3.2) i n general, datorit supleii lor au un aspect estetic

mbuntit.

Fig. 3.2 Forme n plan ale seciunii transversale pentru pile coloane

46


Ionu Radu RCNEL

Aceste tipuri de pile sunt utilizate n special pentru poduri amplasate n

orae i pentru pasaje acolo, unde exigenele pentru estetica lucrrii i cele

legate de impactul asupra mediului nconjurtor sunt mari.

Exist situaii n care pilele pot fi alctuite din doi stlpi (dou coloane)

i n acest caz, elevaiile acestor stlpi mpreun cu bancheta cuzineilor

realizeaz un cadru (Fig. 3.3).

Fig. 3.3 Pil cadru cu doi stlpi

Pilele masive (Fig. 3.4) tip perete sunt mai puin economice i se

utilizeaz atunci cnd valorile eforturilor secionale de pe seciunea

transversal a pilei sunt mari (de exemplu n cazul podurilor de cale ferat

pentru ci ferate simple sau duble) i acolo unde exist situaii speciale de

amplasament, de exemplu pile situate n albia rurilor cu aciune

hidrodinamic important sau vi adnci i accidentate. n aceste cazuri se pot

adopta de asemenea pile cu seciune transversal casetat realizat din beton

armat (Fig. 3.5).

Seciunea transversal a pilelor poate avea dimensiuni constante (Fig. 3.5)

sau variabile (Fig. 3.4). Prima variant este adoptat la pilele de nlimi mici i

47

CAPITOLUL 3


medii (< 10 - 12 m), iar cea de-a doua la pilele cu nlimi mari (> 15-20 m)

unde cel puin una din dimensiunile seciunii transvesale variaz ca valoare pe

nlimea pilei. n acest caz, planurile nclinate fa de vertical ce delimiteaz

elevaia pilei pot avea nclinri cuprinse ntre 20:1 15:1 (n:1 n figura 3.1), iar

nclinarea se numete uzual fruct.

Fig. 3.4 Pil masiv pentru poduri de cale ferat

De regul, pentru a evita complicaii legate de cofrare, forma n plan a

pilelor masive este un dreptunghi. Totui, dac pilele sunt amplasate n albia

rurilor este necesar s se mbunteasc condiiile de scurgere a apei n

zona pilelor, asigurndu-se o form hidrodinamic reducnd astfel riscul

producerii de vrtejuri i al erodrii albiei rului. n amonte se prevede o form

de ogiv numit avantbec, iar n aval forma este realizat cu o racordare

semicircular numit arierbec (Fig. 3.6).

48


Ionu Radu RCNEL 49

Fig. 3.5 Pil cu seciune transversal casetat

a) b)

Fig. 3.6 Vedere a unei pile cu avantbec i arierbec a) Vedere tridimensional b) Vedere n plan

Vedere n plan a pilei

CAPITOLUL 3


50

n centrele urbane cu reele stradale dense i cu aglomerri importante

de vehicule se impune n multe situaii realizarea de poduri, pentru eliminarea

interseciilor la nivel de pe arterele principale. n lume au fost construite astfel

de viaducte att pentru susinerea cilor de metrou sau de tramvai, ct i

pentru susinerea altor artere rutiere. De regul se recomand realizarea unor

astfel de traversri aeriene prin viaducte acolo unde exist suficient spaiu n

raport cu cldirile nvecinate, de exemplu n piee largi, cu suprafee n plan

mari.

Pentru ncadrarea unui astfel de pod ntr-un peisaj urban, trebuie

acordat o mare importan formei constructive i dimensiunilor geometrice

ale elementelor structurale componente vizibile. Astfel trebuie reduse att

dimensiunile elementelor structurale ce compun suprastructura podului, dar i

cele ce formeaz infrastructura, n special pilele, dat fiind faptul c spaiul de

sub pod este destinat fie circulaiei sau staionrii vehiculelor, fie circulaiei

pietonilor.

Reducerea dimensiunilor geometrice se traduce prin realizarea unor pile

zvelte, cu forme estetice mbuntite. Adoptarea unor pile prea nalte sau cu

aspect masiv ar diminua semnificativ vederea de ansamblu n zona podului i

ar reduce luminozitatea, mai ales n zile cu cer acoperit. Evident adoptarea

unor pile suple are drept consecin realizarea unor deschideri moderate ca

valoare, pentru a nu genera ncrcri prea mari pe reazeme provenind de la

suprastructur.

Exist numeroase forme posibil a fi adoptate pentru viaductele urbane:

pile de tip coloan, cu seciune circular sau octogonal, pile tip cadru cu

stlpi, pile avnd forma literei Y etc. Realizarea unor astfel de forme

constructive pentru elevaiile pilelor conduce la dificulti de execuie, legate n

special de utilizarea unor cofraje speciale, a unor betoane speciale de fa

vzut, a unor utilaje performante dar avnd un gabarit nu prea mare etc.


Ionu Radu RCNEL

Avnd n vedere toate aceste aspecte i costurile de execuie ale unor astfel

de poduri cresc semnificativ.

n continuare (Fig. 3.7-3.11) se prezint cteva forme constructive ale

pilelor, care au fost utilizate n lume pentru realizarea infrastructurii podurilor

amplasate n zone urbane.

Fig. 3.7 Pile tip cadru cu doi Fig. 3.8 Pile avnd forma literei Y stlpi nclinai

Fig. 3.9 Pile avnd forma literelor X Fig. 3.10 Pile cu seciune

i V la viaductul Prater octogonal la viaductul din Viena Namedy, Germania

51

CAPITOLUL 3


Fig. 3.11 Pil cu form special la un pod de ncruciare

3.2 CULEE. ELEMENTE GEOMETRICE. TIPURI DE CULEE

Culeele sunt elemente ale infrastructurii amplasate la capetele podurilor

i asigur racordarea podului i terasamentele (ramblee), acestea din urm

fiind realizate odat cu calea de comunicaie pe care o susine podul.

Materialul din care sunt executate culeele este betonul armat. Culeele sunt

proiectate s preia att ncrcrile transmise de suprastructur prin intermediul

reazemelor, ct i mpingerea pmntului din corpul terasamentului situat n

partea lor din spate.

n general, prile componente ale unei culee sunt aceleai cu cele ale

unei pile, ns mai apar o serie de elemente structurale suplimentare care pot

fi observate n figura 3.12.

La marginea dinspre terasament a banchetei cuzineilor se realizeaz

un perete vertical numit zid de gard (Fig. 3.12) pentru a mpiedica materialul

din umplutura terasamentului s cad spre albie i spre bancheta cuzineilor.

n zidul de gard, la podurile de cale ferat se realizeaz un gol (o ni) n

care se monteaz opritorul de piatr spart (de regul un profil cornier sau un

profil metalic realizat din tabl sudat sub form de L) (Fig. 3.12).

52


Ionu Radu RCNEL

Fig. 3.12 Prile componente ale unei culee

Dimensiunile opritorului i poziia sa pe zidul de gard n nia special

amenajat trebuie s fie astfel nct s susin balastul (sau piatra spart) s

nu cad pe bancheta cuzineilor i n acelai timp s permit aezarea primei

traverse de pe terasament ct mai apropape de prima travers de pe

suprastructura podului. Distana maxim dintre traverse nu trebuie s

depeasc 600 mm i n acest scop odat cu realizarea proiectului pentru

suprastructura oricrui pod de cale ferat se stabilete i poziia traverselor.

De o parte i de alta a elevaiei culeei se gsesc zidurile ntoarse (Fig. 3.12)

n numr de dou, executate n consol i avnd dimensiune variabil. Aceste

elemente de beton au rolul de a mpiedica materialul din terasament s cad

n lateral i permit realizarea racordrilor nainte de planul definit de

paramentul nclinat al culeei. n acest scop, pe lng zidurile ntoarse se

execut i o racordare a culeei cu terasamentele din spatele ei. Exist dou

posibiliti pentru a realiza aceast racordare i anume:

a) racordare cu sferturi de con (Fig. 3.13)

b) racordare cu aripi (Fig. 3.14)

53

CAPITOLUL 3


Fig. 3.13 Culee de pod avnd racordare cu sfert de con

a) Racordarea cu sfert de con se realizeaz prevznd n dreptul

taluzelor terasamentelor de la capetele podului, sferturi de con care au de fapt

ca proiecie n plan un sfert de elips datorit pantelor diferite pe cele dou

generatoare ale conului (Fig. 3.13). Dac nclinarea generatoarei dinspre

obstacolul traversat este mai mare dect cea a generatoarei de pe terasament

atunci sfertul de con se pereaz obligatoriu, adic se acoper cu o

mbrcminte executat din piatr brut sau din dale de beton numit pereu

(Fig. 3.13).

b) Dac nlimea elevaiei culeei este mare, chiar adoptnd o pant

corespunztoare a sfertului de con spre obstacolul traversat, lungimea

zidurilor ntoarse crete, situaie care conduce att la dificulti de execuie

(cofraje de dimensiuni mari), dar i la costuri ridicate. Aceast situaie poate fi

evitat prin realizarea racordrilor cu aripi (Fig. 3.14).

54


Ionu Radu RCNEL

a)

b)

Fig. 3.14 Culee de pod avnd racordare cu aripi a) Vedere din fa b) Vedere din spate (fr aripi)

Aripile sunt elemente de racordare executate din beton simplu sau

armat, au nlime variabil n funcie de nlimea terasamentului. Forma n

plan a aripii este de regul un patrulater ascuit care urmrete cele dou

55

CAPITOLUL 3


56

planuri de racordare cu terasamentul. Panta spre obstacolul traversat a aripii

este n general de maxim 3:1.

Att n cazul racordrii cu sfert de con ct i al racordrii cu aripi,

sferturile de con, respectiv aripile au fundaii proprii.

nclinarea elevaiei culeei spre obstacolul traversat n:1 (fructul) (Fig. 3.12)

variaz ntre 10:1, pentru nlimi mari ale elevaiei (peste 10 m) i 5:1 n cazurile

uzuale.

Evacuarea apelor infiltrate din terasament n spatele culeei se face prin

exeutarea unui dren realizat din bolovani de ru (piatr brut). Limea drenului

variaz ntre 80 100 cm. Drenul se sprijin pe consola drenului (Fig. 3.14b)

care face corp comun cu elevaia culeei i este armat corespunztor.

Evacuarea apelor se face numai ntr-o parte, n sensul curgerii rului, printr-un

tub numit barbacan ce este prelungit prin sfertul de con sau prin aripa culeei

pn la ieirea din acestea (Fig. 3.13 i 3.14), unde tubul trebuie s se situeze

deasupra nivelului terenului natural. De regul, nclinarea consolei drenului n

sensul de scurgere a apei este de 3%.

Lungimea zidurilor ntoarse variaz ntre 3.50 m la podurile de cale

ferat i 5.00 m la podurile de osea. Dac din situaiile din teren rezult valori

mai mari, racordrile cu sfert de con se vor nlocui cu racordri cu aripi.

n cazul n care nlimea terasamentelor din spatele culeei nu este

foarte mare (sub 9.00 m), culeele se pot executa avnd elevaia realizat sub

forma mai multor perei ncastrai n blocul de fundaie (Fig. 3.15) i se numesc

culee deschise. n aceste cazuri, umplutura cu pmnt se face pn aproape

de nivelul banchetei cuzineilor. Au un aspect estetic mbuntit i se

utilizeaz cu precdere la podurile i pasajele executate n localiti.


Ionu Radu RCNEL

Fig. 3.15 Culee deschis [7]

n funcie de stratificaia terenului din amplasament se poate adopta

soluia realizrii fundaiei culeelor pe coloane, caz n care blocul de fundaie

(radierul) poate lipsi. n aceste situaii coloanele sunt ncastrate direct n

bancheta cuzineilor, iar zidurile ntoarse lipsesc (fig. 3.16).

Fig. 3.16 Culee fr elevaie i radierul fundaiei

Exist cazuri n care nlimea elevaiei culeei este foarte mic i n

aceste situaii elevaia este aproape n totalitate (exceptnd bancheta

cuzineilor) nglobat n terasament. Culeea se numete "necat" n acest caz.

57

CAPITOLUL 3


58

n cazul podurilor de osea, trecerea de pe pod pe terasament se

realizeaz imediat dup culee, printr-o dal de tranziie (plac de racordare)

(Fig. 3.17) dispus sub partea carosabil. Rolul dalei de tranziie este de a

atenua denivelrile care apar din cauza tasrii pmntului din umplutur.

Fig. 3.17 Trecerea de pe pod pe terasament cu dal de tranziie

3.3 PODURI CU INFRASTRUCTUR INTEGRAT

Evoluia continu a traficului din ultima perioad de timp a determinat, n

special n zonele urbane, proiectarea i execuia unor poduri avnd deschideri

mici i medii care s susin ci de comunicaii n cazul interseciilor

denivelate. n astfel de amplasamente inginerii proiectani se confrunt cu o

serie de probleme dificile i anume: respectarea unor dimensiuni fixe ale

structurii podului impuse de spaiul limitat din interseciile urbane sau dintre

cldirile nvecinate, respectarea criteriilor de siguran, proiectarea unor detalii

de execuie simple pentru un montaj rapid n vederea reducerii costurilor

lucrrii, precum i asigurarea unei bune comportri n exploatare, dublat de


Ionu Radu RCNEL

costuri de ntreinere sczute. ndeplinirea acestor cerine poate conduce n

multe situaii la adoptarea unor soluii constructive inestetice, care devin

inacceptabile n noile condiii privind integrarea construciilor n mediul

nconjurtor.

O alternativ la sistemele clasice de poduri utilizate n prezent pe scar

larg, o reprezint podurile cu infrastructur integrat.

Podurile cu infrastructur integrat pot fi definite ca poduri cu una sau

mai multe deschideri a cror suprastructur formeaz un element unitar cu

infrastructura, fiind realizate monolit (Fig. 3.18).

Fig. 3.18 Schem a unui pod cu infrastructur integrat

Fig. 3.19 Seciune transversal a unui pod cu infrastructur integrat

59

CAPITOLUL 3


Principala caracteristic a podurilor cu infrastructur integrat o reprezint faptul c suprastructura este realizat fr rosturi de dilataie.

Deoarece suprastructura i infrastructura sunt conectate rigid prin zone de

monolitizare (Fig. 3.20), deplasrile determinate de variaiile de temperatur

precum i din ncrcrile orizontale i verticale ce solicit structura pot fi

preluate prin pile suple corespunztor proiectate.

Fig. 3.20 Schem a rezemrii grinzilor pe culee n cazul podurilor cu infrastructur integrat

ntruct culeele de la capete sunt masive prin comparaie cu pilele, se

poate spune c la capete elementele de infrastructur pot fi asimilate cu

corpuri rigide. Prin prezena zonelor de monolitizare a grinzilor (metalice sau

din beton) n zona rezemrilor pe culee, translaiile i rotirile aprute ca urmare

a ncrcrilor exterioare sunt transferate direct sistemului de fundare al

culeelor, care trebuie proiectat n consecin.

Exist i situaii n care se poate asigura, prin soluia constructiv

adoptat, un anumit grad de rotire al suprastructurii la capetele podului, pe

culee, n acest caz podurile avnd culee semi-integrate (Fig. 3.21).

60


Ionu Radu RCNEL

Fig. 3.21 Schem a rezemrii grinzilor pe culee

n cazul podurilor cu culee semi-integrate

n literatura de specialitate [29], [30], [31], [32] se precizeaz c din

punct de vedere al calculului, suprastructura acestor poduri poate fi

considerat ca un cadru, la capete rotirile fiind permise. Prin comparaie cu

podurile cu culee integrate, cele cu culee semi-integrate prezint avantajul c

suprastructura este independent de tipul de fundaie utilizat.

Principalele avantaje oferite de utilizarea podurilor cu infrastructur

integrat sunt:

lipsa rosturilor de dilataie pentru suprastructur conduce la eliminarea problemelor generate la podurile cu alctuire clasic de

prezena acestor rosturi. Este tiut faptul c prezena rosturilor de

dilataie n cazul podurilor cu structuri tradiionale conduce la sporirea

costurilor att n faza de execuie, dar mai ales pe perioada de

exploatare, datorit deteriorrii lor. Prin deteriorarea rosturilor au de

suferit i celelalte elemente structurale componente ale podului,

deoarece prin infiltrarea apei i a altor substane chimice de la nivelul

61

CAPITOLUL 3


62

cii de comunicaie de pe pod, se produce att corodarea armturii,

ct i a betonului. De asemenea, lipsa rosturilor de dilataie conduce

la realizarea unei ci de comunicaie fr denivelri i deci la

reducerea efectului dinamic al vehiculelor asupra podului;

eliminarea aparatelor de reazem i prin aceasta reducerea costurilor determinate de necesitatea nlocuirii aparatelor i ntreinerii acestora

n timp. Aparatele de reazem din oel turnat, se pot deteriora n timp,

datorit unei ntreineri necorespunztoare i lipsei agentului de

lubrefiere. Similar, la aparatele de reazem din neopren pot aprea

deformaii excesive care conduc la lunecarea i desprinderea

straturilor ce le compun;

urmrind comportarea n timp a acestor poduri s-a constatat c ele au rezerve n ceea ce privete capacitatea portant i redistribuirea

eforturilor, ca urmare a unor situaii accidentale de ncrcare aprute

n exploatare;

prin realizarea culeelor integrate se reduce riscul apariiei fenomenelor de instabilitate la aceste elemente de infrastructur, ncrcrile fiind

uniform distribuite n spatele culeei, pe toat nlimea i limea ei;

ntruct suprastructura i infrastructura acestor poduri se realizeaz monolit, ele se execut ntr-un timp scurt;

pentru fazele de proiectare i verificare, podurile cu infrastructur integrat se pot considera, n mod simplificat, ca i cadre alctuite

dintr-un element orizontal (rigla) i dou sau mai multe elemente

verticale (pilele);

aceste soluii pot fi utilizate pentru proiectarea unor poduri noi drepte i oblice, dar i pentru consolidarea unor poduri existente. Prin

realizarea unor astfel de poduri se pot aplica ulterior sporuri de lime

ale prii carosabile fr dificultile care apar in mod obinuit la

podurile clasice.


Ionu Radu RCNEL

n ciuda numeroaselor avantaje prezentate mai sus, podurile cu

infrastructur integrat prezint i dezavantaje. Acestea sunt:

ca urmare a translaiilor i rotirilor induse n structura podului de variaiile de temperatur i ncrcrile din trafic, pot aprea tasri ale

umpluturilor din spatele culeelor, cu influen negativ asupra cii de

comunicaie susinute de pod. Efectul micrii laterale al culeelor din

variaii de temperatur reprezint o problem important, deoarece

umplutura din pmnt nu se comport perfect elastic. Totui

deplasrile din temperatur la podurile cu o singur deschidere cu

culee integrate este mai redus, datorit simetriei, n comparaie cu

efectul produs asupra unui pod clasic cu suprastructur simplu

rezemat (Fig. 3.22);

a) b) Fig. 3.22 Deplasri din variaii de temperatur a) Pod clasic cu o deschidere b) Pod cu culee integrate

eliminarea rosturilor de dilataie n cazul podurilor cu mai multe deschideri conduce la realizarea unei continuiti structurale care

induce eforturi suplimentare n structura podului. Eforturile din

contracia i curgerea lent a betonului, din gradient de temperatur

(variaia de temperatur pe nlimea suprastructurii), din tasri

difereniate ale elementelor de infrastructur i din mpingerea

pmntului pot conduce la fisurarea betonului culeelor i aripilor

acestora, dac racordarea cu terasamentele se realizeaz cu aripi;

63

CAPITOLUL 3


pentru realizarea podurilor oblice cu infrastructur integrat trebuie s se in seama, n faza de proiectare, de efectele de torsiune induse n

structur att de ncrcrile excentrice pro

Documents

Cc483i de Comunicac89bii Poduri